JP4464950B2 - 袋体の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックフィルムを主素材とするフィルムより構成する積層体に関し、該フィルムより形成する袋体の内面が微生物的な汚染や異物付着がない、積層体及びそれを用いた袋体の製造装置に属する。

プラスチックを主素材とする複合フィルムは、それぞれを単層で製膜し、所望によっては印刷したり、バリア性材料やヒートシール性材料をコーティングしたり又は該性能をもつフィルムを積層したりして、総合的に機能をもたせた積層体が製造されていた。これら単層のフィルム、積層フィルム又はコーティングされた層は、積層工程を施す作業所において、必ず大気に晒されるチャンスがあり、また製袋工程においては、ガイドロールなどと接触するために細菌や、浮遊塵ばかりでなく昆虫などの虫や、異物を袋体、場合によっては袋体の内部（医薬品、食品などを充填する面）にまで付着するという致命的な問題があった。

このような、異物の付着を防止するために、作業所の内部を除塵したクリーンエアを保ち、そして、加工に供するフィルムや他の材料は、包装した状態で移送し、前室で開梱して作業所に搬入して加工に供するなどの、所謂クリーンルーム内での加工が行われていた。しかしながら、包装に使用する積層体のフィルムは、多種の材料からなり、そのメーカーも数多くあり、加工に供するフィルム、紙などの材料を断裁したときの断裁屑や、人、材料の搬出入に伴う塵埃、微生物（昆虫）の存在を絶無にする作業場とし、積層体に異物の付着を皆無とすることは、費用／効果の点から至難のわざといっても過言ではないのが実情である。

ヒートシールされる袋体の内面が、製膜時、製膜後も外気に晒されることがなく、内容物が充填されて、ヒートシールされる袋体としては、プラスチックチューブがある。しかしながらプラスチックチューブは、適用される材料が限定され、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンとナイロンとの共押出し２層チューブなどである。このような構成では、包装材料に要求される高度な物性を充足することはできない。そして、絵柄層もチューブの表面印刷に限定され、プラスチックフィルムの裏面印刷にみられる美麗な絵柄層をもつ袋体を提供できないという問題点があった。

本発明は、従来の包装用の積層体にみられた製造工程で発生する異物の付着を防止するために、フィルムや中間加工製品を大気に晒したり、加工機のロールと接触しないようにして、少なくとも袋体の内部は、異物特に生物的な汚染を絶無にし、かつ、プラスチックフィルムの裏面印刷にみられる美麗な絵柄層をもつ積層体及びそれを用いた袋体の製造装置の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明の積層体は、ヒートシール性をもつ筒状フィルム（以下、本明細書においてはＨＳ性チューブと記載する）の外面に該筒状フィルムより熱軟化温度が高い補強層を設けた積層体である。そして、上記の補強層に、少なくともバリア層が設けられた積層体である。また、上記のバリア層が、アルミニウム箔、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム、蒸着フィルム、ポリビニルアルコール又はエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物のフィルムの１種又は２種以上からなる積層体である。そして、上記の積層体を筒状で所望のサイズで周辺をヒートシールして形成する袋体の製造装置である。

本発明によれば、従来の包装用の積層体にみられた製造工程で発生する異物の付着を防止するために、フィルムや中間加工製品を大気に晒したり、加工機のロールと接触しないようにして、少なくとも袋体の内部は、異物特に生物的な汚染を絶無にし、かつ、プラスチックフィルムの裏面印刷にみられる美麗な絵柄層をもつ積層体及びそれを用いた袋体の製造装置を提供可能である。

本願発明は、図１に示すように、押しつぶして平面状にしたＨＳ性チューブＴの外面に接着層３１を介して、該ＨＳ性チューブより軟化温度が高い補強層５（５１及び５２）を積層した積層体１０である。そして、上記補強層５は、基材フィルム１に所望によっては絵柄層２を設けて、１種又は２種以上のバリア層４とを接着層３を設けて積層したものである。

本発明のバリア層４は、光バリアーを含む酸素ガスバリアーを必要とするときは、アルミニウム箔や、例えば二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどに金属アルミニウムの蒸着フィルム（部分蒸着を含む）を用いることができる。そして透明な酸素ガスバリアーを必要とするときは、酸化ケイ素や金属酸化物を蒸着したフィルム、ポリ塩化ビニリデンや、ポリビニルアルコールをコーティングしたフィルムや、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物のフィルムを接着層３を介して積層・構成する。そして、水蒸気バリアーを要求されるときは、ヒートシーラント層となるポリオレフィン系樹脂のフィルムがその機能を利用できる。しかしながら、より優れた性能を要求するときは、更に、上記の光バリアーフィルムや、酸化ケイ素や金属酸化物を蒸着したり、ポリ塩化ビニリデンをコーティングしたりしたフィルムを積層・構成できる。

本発明のＨＳ性チューブＴは、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂をサーキュラダイスによる通常のインフレーション法（ブローチューブ）で製膜するが、ブローを行う気体（空気）は、０．５μｍ以下の微粒子をフィルターで濾過除去して用いる。更に、気体を窒素ガス又は炭酸ガスなどの不活性ガスを用いることは、ダイスに樹脂の酸化物などの固形物の発生を抑制し、またＨＳ性チューブ内における煙の微粒子を減少させる好ましい効果がある。

ＨＳ性チューブは、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ナイロン、ポリプロピレンなどの単層チューブばかりでなく、これらの共押出し多層チューブをも使用することができる。

本発明の補強層は、単層で構成したり、多層で構成したりできる。単層構成のときは、印刷基材としてもよく、また上記バリア層を兼ねることもできる。そして、多層構成の補強層は、強度をもつ基材フィルムに所望によっては絵柄層を設けて、更にバリア層を接着層を介して１種又は２種以上積層・構成する。

多層構成の補強層に使用する基材フィルムは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド（６ナイロン、６，６ナイロン）、セルロースアセテート、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物などＨＳ性チューブより軟化温度が高いプラスチックの延伸又は未延伸フィルムや、紙、アルミニウム箔などである。

補強層の積層は、従来より行われている接着剤層を用いた、ウエットラミネーション、ドライラミネーション（ラッカーラミネーション、ノンソルラミネーション）や、熱可塑性樹脂を接着層とするサンドイッチラミネーション（ポリエチレンラミネーション、ポリラミ、押出しラミ）で行うことができる。

ＨＳ性チューブの軟化温度が低いエチレン・酢酸ビニル共重合体などの場合は、比較的低温加工できるドライラミネーションが好ましい。しかしながら、ＨＳ性チューブに含まれている残存気体が、ラミネートロール部でしごかれて蓄積されることがある。これを防ぐためには、ＨＳ性チューブの端部を随時カットして定期的に脱気を行いラミネートすることが好ましい。

ＨＳ性チューブと補強層との間で脱気がされずに気泡を巻き込むときは、ドライラミネーションよりも、接着層に溶融樹脂を用いたサンドイッチラミネーションで積層することが好ましい。このとき、接着層の溶融温度でＨＳ性チューブの内部で熱融着することがあるので、接着層に使用する樹脂は、比較的熱溶融温度が低い、低密度ポリエチレンやエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマーなどを使用する。そして、接着温度（加工温度）をより低温とするために、溶融樹脂にオゾンガス処理を施すことが望ましい。

補強層のＨＳ性チューブとポリオレフィン系樹脂と接着する（補強層のバリア層）側に、低融点のエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマーなどを更にもう一層設けてからサンドイッチラミネーションに供する方法もある。これらの低融点樹脂層を設けることにより、サンドイッチラミネーションに使用する樹脂の加工温度を低くして、ＨＳ性チューブ内部での熱融着を阻止できる効果を奏する。

上記のように構成された積層体１０は、図１に示すように、補強層５１及び他の面に設ける補強層５２を同一構成としたり、図示はしないが例えば、いずれか一方をアルミニウム箔を含むメタリック調に、他の面を透明なバリア層（例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム）を使用して、表裏の構成、外観に変化をもたせることができる。

本発明の積層体１０を用いた袋体は、図１に示すように、その端部に断裁位置７を設けて、ヒートシール部６でフィルムの加工方向にヒートシールする。更に、図２に示すようにクロス方向は、ヒートシール部６０でヒートシールすると同時に断裁位置７６で積層体を断裁して、ボトムシール部６１及び開口部８をもつ袋体を形成できる。そして、断裁位置７６は、ヒートシール部６１から若干（０．５〜２ｍｍ）離れた位置に設けて、ボトムシール部をヒートシール部６０に、開口部８を断裁位置７６に形成する。

また、本発明の積層体１０は、図４に示すとおり、積層体の加工方向に設けるヒートシール部６及び端部の断裁位置７の他に、更に積層体の中央部にヒートシール部６６及び断裁位置７２を設けて多列による加工ができる。そして、クロス方向は、断裁位置７７を中央に設けたヒートシール部６０でヒートシールする。更に、断裁位置７７で断裁してボトムシール部６２及び６３を形成することができる。また、ヒートシール部６０Ａとそれに続いてヒートシールされるヒートシール部６０Ｂとの中央部に設ける断裁位置７８で断裁して、開口部８１及び８２を形成することもできる。もちろん、積層体の加工方向に設けるヒートシール部６６、及び断裁位置７２は増加して、より多列の加工ができることはいうまでもない。

上記のように形成された積層体１０は、内面となるヒートシール面は、ＨＳ性チューブの製膜時から、製袋を完了するまで外気に晒されることはない。そして、チューブ状態の外面に印刷などによる絵柄層２や、バリア層４を積層した強化層５を設けたものである。したがって、ヒートシール面には外部から飛来する異物による二次汚染は皆無である。更に、上記の積層体の周辺をヒートシールして、開口部を設けた袋体は、内容物を充填するまで外気に晒されることがない。したがって、本発明の袋体への内容物の充填をクリーンルームで行うことにより、製膜機で発生する煙などの微粒子は別としても、少なくとも生物的汚染がない衛生的なものである。

以下、本発明の詳細を実施例について更に説明する。

（実施例１）図１に示すように、厚み１５μｍの二軸延伸ナイロンフィルム（基材フィルム１）の、グラビア印刷で絵柄層２を設けた面と、厚み９μｍのアルミニウム箔（バリア層４）とをポリエチレンイミン系プライマー層を介して、低密度ポリチレン（接着層３）を溶融押出しコータでサンドイッチラミネーションして補強層５１及び同一構成の補強層５２を形成した。一方、０．５μｍのフィルター濾過したブローガスを用いて、所謂インフレーション方法で、両面コロナ放電処理を施した厚みが２０μｍのポリエチレンチューブ（ＨＳ性チューブＴ）を作製した。

そして、上記補強層５１のバリア層４の側と、ＨＳ性チューブＴの一方の側とを、ポリエステル・イソシアネート系プライマー層を介して低密度ポリエチレン（接着層３１）によるサンドイッチラミネーションで積層した。次いで、上記と同様に補強層５２のバリア層４の側とＨＳ性チューブＴの他方の側とを同様にサンドイッチラミネーションを行い本発明の積層体１０を構成した。なお、このサンドイッチラミネーションは、オゾンガスを低密度ポリエチレン（接着層３１）に施すことにより加工温度を２６０℃で実施した。

次に、積層体１０を製袋機に取り付けて図１に示すように、その両端部にヒートシール部６を設けて断裁位置７で切断する。更に図２に示すように袋体のボトムシールとなるヒートシール部６０を形成し、該ヒートシール部のから０．５ｍｍに設けた断裁位置７６で切断して、（ボトムシール部６１）を設けると同時に開口部８を設けて、３００ｍｍ×２００ｍｍの本発明の袋体を作製した。

（実施例２）実施例１の基材フィルム１を、厚み１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムに、また、バリア層４を酸化アルミニウム蒸着ポリエステルフィルム及び厚み２５μｍの二軸延伸ナイロンフィルムとの積層フィルムにかえ、そして、上記の各層間をポリエステル・イソシアネート系の接着層３を用いてドライラミネーションして補強層５１及び同一構成の補強層５２を形成した。一方、静電防止剤を含む線状低密度ポリエチレンを、０．５μｍのフィルターで濾過した窒素ガスをブローガスとしたインフレーション方法で、両面コロナ放電処理を施した厚みが４０μｍのＨＳ性チューブＴを作製した。

そして、上記補強層５１及び５２のバリア層４の側と、ポリエステル・イソシアネート系接着層３１を設けて、ＨＳ性チューブＴの一方の側と補強層５１とを、また、他の側に補強層５２とをドライラミネーションして本発明の積層体１０を構成した。

次いで、積層体１０を製袋機に取り付け、図３に示すとおりその両端部及び中央部にヒートシール部６及び６６を設けて断裁位置７及び７２で切断する。更に図４に示すように袋体のボトムシールとなるヒートシール部６０を形成し、ヒートシール部６０の中央部に位置する断裁位置７７で二分して、（ボトムシール部６２及び６３）を形成する。また、加工方向に断続的に繰り返されるヒートシール部６０Ａ、次のヒートシール部６０Ｂとの中間に相当する断裁位置７８で切断して開口部８１及び８２をもつ本発明の袋体を２列で作製した。

（比較例１）実施例１で作製した補強層５のアルミニウム箔（バリア層）４に通常のインフレーション方法で、大気中で暴露されながら作製した厚み２０μｍの市販ポリエチレンフィルムとを、低密度ポリエチレン（接着層）を用いてサンドイッチラミネーションで形成した。そして、該ポリエチレンフィルムをヒートシール層として実施例１と同様の袋体を作成した。

（比較例２）実施例１で作製した補強層５のアルミニウム箔（バリア層）４に溶融押出コーティング方法で厚み４０μｍの低密度ポリエチレン層を設けた積層体を形成した。そして、ポリエチレン層をヒートシール層として実施例１と同様の袋体を作製した。

クリーンルームで実施例及び比較例の各袋体にクリーン水を１００ｍｌ封入し、１０分間振盪後において、開封し取り出した水に含まれる粒子数をパーティクルカウンター（リヨン（株）製）で計数した各サイズの個数を単位面積（個／ｃｍ² ）に換算して表１に示す。

本発明の積層体は、前述のように、濾過空気でブロー製膜したチューブの両面に補強層を積層したものであり、そのチューブ内は大気に晒されたり、加工機のロールと接触することがなく最終工程で内面ヒートシール層とし袋体となる。本発明における積層体及びそれを用いて製造した袋体のヒートシール層は、異物特に生物的に汚染された粉塵などが存在しない。そして、補強層により強度を付加されるばかりでなく、基材フィルムの裏面に設けた印刷をフィルムを通して光沢がある絵柄層として認識し、またバリア性をもつ積層体とそれを用いた袋体とを提供できる効果を奏する。

本発明の積層体の断面概略図である。 本発明の袋体の模式図である。 本発明を多列で加工した場合の積層体の断面概略図である。 本発明を多列で製袋した場合の配置を示す模式図である。

符号の説明

１ 基材フィルム
２ 絵柄層
３、３１ 接着層
４ バリア層
５、５１、５２ 補強層
６、６０、６０Ａ、６０Ｂ、６６ ヒートシール部
６１、６２、６３ ボトムシール部
７、７２、７６、７７、７８ 断裁位置
８、８１、８２ 開口部
Ｔ ＨＳ性チューブ

Claims (6)

1. 袋体を製造するための積層体の製造装置であって、
   フィルターで微粒子を濾過除去したブローガスを用いて、内面がヒートシール性をもつヒートシール性チューブをインフレーション法で作製する手段と、
   前記内面が外気に晒されないように、前記ヒートシール性チューブを平面状に押しつぶす手段と、
   前記押しつぶされたヒートシール性チューブの両外面上に、補強層を積層して積層体を形成する手段と、
   前記袋体のボトムシール部の方向に対して垂直方向に定義される前記積層体の加工方向と平行に、前記積層体の両端部に、互いに平行な２本のヒートシール部、該２本のヒートシール部の間に、前記加工方向とそれぞれ平行に、１本以上のヒートシール部を、前記ヒートシール性チューブの内部をヒートシールして、前記ヒートシール性チューブを断裁することなく形成する手段
   とを備えることを特徴とする積層体の製造装置。
2. フィルターで微粒子を濾過除去したブローガスを用いて、内面がヒートシール性をもつヒートシール性チューブをインフレーション法で作製する手段と、
   前記内面が外気に晒されないように、前記ヒートシール性チューブを平面状に押しつぶす手段と、
   前記押しつぶされたヒートシール性チューブの両外面上に、補強層を積層して積層体を形成する手段と、
   前記積層体の加工方向と平行に、前記積層体の両端部に、互いに平行な２本のヒートシール部、該２本のヒートシール部の間に、前記加工方向とそれぞれ平行に、１本以上のヒートシール部を、前記ヒートシール性チューブの内部をヒートシールして、前記ヒートシール性チューブを断裁することなく形成する手段と、
   前記加工方向に対してクロス方向に前記ヒートシール性チューブの内部をヒートシールしてボトムシール部を形成する手段
   とを備えることを特徴とする袋体の製造装置。
3. 前記ヒートシール性チューブよりも軟化温度が高い基材フィルムと、酸素ガスをバリアするバリア層とを接着層を介してラミネートし、前記補強層を形成する手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の袋体の製造装置。
4. 前記ヒートシール性チューブよりも軟化温度が高い基材フィルムに絵柄層を設ける手段と、
   前記絵柄層と、酸素ガスをバリアするバリア層とを接着層を介してラミネートし、前記補強層を形成する手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の袋体の製造装置。
5. 前記ヒートシール性チューブよりも軟化温度が高い基材フィルムと、水蒸気をバリアするバリア層とを接着層を介してラミネートし、前記補強層を形成する手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の袋体の製造装置。
6. 前記積層体の加工方向と平行に、前記積層体の中央部において、前記ヒートシール性チューブの内部をヒートシールする手段を更に備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の袋体の製造装置。

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